KR20130037967A - 투명 도전체판 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투명 도전체판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명도가 뛰어나고 빛이 투과되는 투과율이 탁월하게 좋은 투명 도전체판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 투명 도전체판 제조방법은, 평면기판 또는 롤상의 기판 위에 돌출도전성 패턴을 형성하고; 상기 돌출도전성 패턴과 상기 기판의 상부의 전반에 걸쳐, 탄성절연체를 도포하되 접착부 도포공정과 평면부 도포공정의 두 가지의 공정을 통하여 순차적으로 도포하고; 상기 탄성절연체가 도포된 돌출도전성 패턴에 전주가공을 실시하여, 상기 돌출도전성 패턴에 금속 패턴을 만들고; 상기 금속패턴과 상기 탄성절연체 상부 전반에 걸쳐서, 유동성이 있는 상태의 투명수지를 도포하고; 상기의 유동성이 있는 투명수지가 굳어지면, 상기 금속 패턴을 결합하고 있는 투명수지를 상기 금속패턴과 상기 탄성절연체로부터 분리하여 투명 도전체판을 제작하는 것을 특징으로 한다.

Description

투명 도전체판 및 이의 제조방법{Transparent conductor plate and its manufacturing method}

본 발명은 투명 도전체판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명도가 뛰어나고 빛이 투과되는 투과율이 탁월하게 좋은 투명 도전체판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 투명 도전체는 고투과율(high-transmittance) 절연 표면 또는 기판상에 코팅된 얇은 도전막(conductive film)을 말한다. 투명 도전체는 적절한 광학적 투명성(optical transparency)을 유지하면서 표면도전성(surface conductivity)을 갖도록 제조될 수 있다. 그러한 표면 도전 투명 도전체는 평판 액정 표시장치(flat liquid crystal displays), 터치 패널(touch panel), 전자 발광 장치(electroluminescentdevice), 및 박막 광전지(thin film photovoltaic cell) 등에서의 투명 전극들로서 널리 사용되고, 대전 방지층(anti-static layer) 및 전자기파 차폐층(electromagnetic wave shielding layer)으로 널리 사용되고 있다.

현재, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide;ITO)과 같은 진공 증착 금속 산화물들(vacuum deposited metaloxides)은 글래스(glass)와 중합체막들(polymeric films)과 같은 유전체 표면들에 대해 광학적 투명성 및 전기적 도전성을 제공하기 위한 산업 표준 물질들이다. 그러나, 금속 산화막들(metal oxide films)은 약하고 휨이나 다른 물리적인 스트레스들에 의해 손상되기 쉽다. 그들은 또한 높은 도전성 수준들을 달성하기 위해 높은 증착온도 및/또는 높은 어닐링(annealing) 온도를 요한다. 플라스틱 및 유기 기판들(organic substrates), 예를 들어 폴라카보네이트(polycarbonates)와 같이 습기를 흡착하기 쉬운 기판들에게 금속 산화막들의 접착력(adhesion)이 또한 문제될 수 있다. 따라서 연성(flexible) 기판들 상에 금속 산화막들을 적용하는 것은 매우 제한된다. 또한, 진공 증착은 비용이 많이 드는 공정이고 특수한 장비를 요구한다.

더구나, 진공 증착 공정은 패턴들 및 회로들을 형성하는 데 있어서 도움이 되지 않는다. 이는 전형적으로 포토리소그래피(photolithography)와 같이 비용이 많이 드는 패터닝 공정들로 귀결된다. 도전성 중합체들은 또한 광학적으로 투명한 전기적 도전체들로서 사용되어 왔다. 그러나, 그들은 일반적으로 금속 산화막들에 비해 낮은 전도율 값들과 높은 광흡수성(optical absorption)(특히 가시광선 파장들에서)을 가지며, 화학적 및 장기적 안정성이 부족하다.

따라서, 적절한 전기적, 광학적 그리고 기계적 특성들을 갖는 투명 도전체, 특히 어떤 기판들에 대해서도 적응가능하고 저비용, 고처리율 공정으로 제조되고 패터닝될 수 있는 투명 도전체를 제공하기 위한 요구가 따른다.

본 발명은 상기한 종래의 기술을 감안하여, 제조가 용이하며 빛이 투과되는 투과율이 탁월하게 좋을 뿐만 아니라 투명도가 뛰어난 투명 도전체판 및 이의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 투명 도전체판 제조방법에 따르면, 평면기판 또는 롤상의 기판 위에 돌출도전성 패턴을 형성하고; 상기 돌출도전성 패턴과 상기 기판의 상부의 전반에 걸쳐, 탄성절연체를 도포하되 접착부 도포공정과 평면부 도포공정의 두 가지의 공정을 통하여 순차적으로 도포하고; 상기 탄성절연체가 도포된 돌출도전성 패턴에 전주가공을 실시하여, 상기 돌출도전성 패턴에 금속 패턴을 만들고; 상기 금속패턴과 상기 탄성절연체 상부 전반에 걸쳐서, 유동성이 있는 상태의 투명수지를 도포하고; 상기의 유동성이 있는 투명수지가 굳어지면, 상기 금속 패턴을 결합하고 있는 투명수지를 상기 금속패턴과 상기 탄성절연체로부터 분리하여 투명 도전체판을 제작하는 것을 특징으로 한다.

상기 공정 중 접착부 도포공정은 접착성이 있는 묽은 탄성절연체가 도포되며, 건조 후에는 저부가 형성이 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 투명 도전체판에 따르면, 평면기판 또는 롤상의 기판 위에 돌출도전성 패턴을 형성하고; 상기 돌출도전성 패턴과 상기 기판의 상부의 전반에 걸쳐, 탄성절연체를 도포하되 접착부 도포공정과 평면부 도포공정의 두 가지의 공정을 통하여 순차적으로 도포하고; 상기 탄성절연체가 도포된 돌출도전성 패턴에 전주가공을 실시하여, 상기 돌출도전성 패턴에 금속 패턴을 만들고; 상기 금속패턴과 상기 탄성절연체 상부 전반에 걸쳐서, 유동성이 있는 상태의 투명수지를 도포하고; 상기의 유동성이 있는 투명수지가 굳어지면, 상기 금속 패턴을 결합하고 있는 투명수지를 상기 금속패턴과 상기 탄성절연체로부터 분리하는 공정을 거쳐서 만들어지는 것을 특징으로 한다.

상기 공정에서, 접착부 도포공정은 접착성이 있는 묽은 탄성절연체가 도포되며, 건조 후에는 저부가 형성되도록 한다.

또한, 기판위에 형성되어진 돌출도전성 패턴부에 탄성절연체를 도포하는 도포방법에 있어서, 상기 돌출도전성 패턴과 상기 기판의 상부의 전반에 걸쳐, 탄성절연체를 도포하되 접착부 도포공정과 평면부 도포공정의 두 가지의 공정을 순차적으로 실시하여 도포하도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 접착부 도포공정은 톨루엔으로 점도를 조절한 RTB의 접착실리콘을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 평면부 도포공정은 성형용 실리콘을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 투명수지의 표면에는 금속패턴이 형성이 되고, 투명수지의 표면은 실리콘의 평면이 그대로 전달되어 매끈하게 제작이 되므로 투명도가 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명의 투명 도전체판은 빛이 투과되는 투과율이 탁월하게 좋으며, 이에 따라 탄성절연체를 도포하되 접착부 도포공정과 평면부 도포공정의 두 가지의 공정을 통하여 순차적으로 도포하는 기술에 의하여 실현되는 특징을 갖는다.

아울러, 전기 저항의 최소화를 구현하는 효과를 발휘한다.

도 1 내지 도 9는 본 발명에 따른 투명 도전체의 제조과정을 도시한 단면도임.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 투명 도전체판 및 이의 제조방법에 대한 상세한 설명을 하기로 한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따라 평면기판 또는 롤상의 기판 위에 돌출도전성 패턴을 형성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

참고로, 돌출도전성 패턴이란 평면기판 또는 롤상의 기판 상에 금속 등의 도전성의 물질로서 여러 가지 형태의 패턴이 돌출된 형태로 형성이 되어진 것을 의미한다. 패턴의 형태로는 하니컴 모양이나 사각형 모양 등 연결되어진 형태의 패턴을 포함하여 독립되어진 문양으로 다양한 형태의 문양을 구성할 수가 있다.

이러한 돌출도전성 패턴을 만들기 위하여서는 일반적으로는 기판위에 얇은 금속박막을 형성한 뒤, 상기 금속 박막에 에칭을 하거나 레이저 가공을 하여 직접적으로 돌출도전성 패턴을 형성할 수가 있고, 또 다른 방법으로서는 기판에 음각을 형성한 뒤 몇 가지의 가공공정을 통하여 돌출도전성 패턴을 형성할 수가 있다. 도 1에서 도 3은 음각법에 의하여 평면기판 또는 롤상의 기판 위에 돌출도전성 패턴을 형성하는 실시예를 설명한다.

도 1은 평면 기판(1) 또는 롤상의 기판에 음각(2)을 형성하는 것을 설명하는 설명도이다.

도시된 바와 같이, 기판(1)상에 음각(2)을 형성하기 위하여서는 레이저 가공, 기계가공을 이용할 수가 있다. 또 다른 음각의 형성방법으로는 돌출부가 형성된 금형을 기판에 눌러서 기판에 금형의 돌출부에 대응하는 음각을 형성을 할 수가 있다. 또는 돌출부가 형성된 금형에 액상의 수지를 도포하여 형성을 할 수가 있다. 또 다른 방법으로는 돌출부가 형성된 금형을 사용하여 용융되어진 표면의 기판에 눌러서 돌출부를 눌러서 기판에 금형의 돌출부에 대응하는 음각을 형성할 수가 있다.

도 2는 음각(2)에 도전성 물질(3)을 충진시킨 상태의 설명도이다.

평면 기판 또는 롤상의 기판(1)의 음각(2)에 미세한 은 분말을 충진시키거나 도전성의 물질을 충진시키는 것을 설명한다.

도 3은 음각(2)에 충진되어진 도전성 물질(3)에 전주가공을 실시하여 돌출도전성 패턴(4)을 형성하는 것을 설명하는 설명도이다.

즉, 도금탱크에서 전주가공을 실시하여 평면기판 또는 롤상의 기판(1)의 음각(2)에 도전성 물질(3)에 충진시켜 돌출도전성 패턴(4)을 형성한 것이다.

이하에서는 돌출도전성 패턴(4)이 형성된 기판(1)에 탄성절연체(5)를 도포하는 공정을 설명한다.

도 4 내지 도 5는 돌출도전성 패턴과 기판의 상부의 전반에 걸쳐, 탄성절연체를 도포하는 공정을 설명한다. 탄성절연체를 도포하는 공정은 본 발명에서는 접착부 도포공정과 평면부 도포공정의 두 가지의 공정을 통하여 순차적으로 도포한다.

도 4는 접착부 도포공정으로서 돌출도전성 패턴(4)과 상기 기판(1)의 상부의 전반에 걸쳐, 접착성이 있는 탄성절연체(5)를 도포하는 공정의 설명도이다.

본 발명에서 탄성절연체(5)란 탄력성을 가지며, 전기 절연성이 있는 물질을 의미한다. 전기 절연성의 목적은 전주가공시 전기가 통하지 않는 부위를 만들기 위하여 것이다. 탄력성을 가지는 절연성물질을 도포하는 목적은 전주가공시 전주가공이 되어진 물체가 쉽게 이탈이 될 수가 있도록 하기 위하여 탄력성 절연성 물질로 도포를 한다.

본 발명에서 탄성절연체(5)의 예로서는 실리콘을 대표적 물질로 들 수가 있다. 본 발명에서 접착성이 있는 탄성절연체(5)를 만들기 위하여서 RTB의 접착실리콘을 사용한다. 돌출도전성 패턴(4)의 피치가 수미크론 또는 수십미크론의 극히 미세한 패턴일 경우에는 탄성절연체(5)의 점도가 묽어야만 한다. 본 발명에서는 RTB의 접착실리콘에 톨루엔을 섞어서 묽게 하여, 돌출도전성 패턴(4)과 상기 기판(1)의 상부의 전반에 걸쳐서 도포를 한다. 도포 후, 돌출도전성 패턴(4)의 상부에 묻어있는 실리콘을 제거하고 도포층을 균일화 하기 위하여 돌출도전성 패턴(4)의 상부를 스퀴즈로 긁어준다.

시간이 경과함에 따라서 톨루엔이 증발하게 되면, 도 4와 같이 돌출도전성 패턴(4)과 기판(1)의 상부의 전반에 걸쳐, 접착성이 있는 실리콘이 도포된다.

톨루엔이 증발됨에 따라서 돌출도전성 패턴(4)들의 사이에는 두께가 얇아지게 된다. 이렇게 두께가 얇아진 부분을 본 발명에서는 실리콘 저부(7)라 칭한다.

본 접착부 도포공정을 통하여서 돌출도전성 패턴의 꼭지점(6)만 노출이 되며, 기판(1)의 모든 부위는 실리콘에 의하여 절연되어 진다. 본 공정을 마치게 되면 비록 실리콘의 표면이 평면상태가 아니라 실리콘 저부(7)를 가지는 형상으로 된다. 표면은 평면상태가 아니라 하더라도 돌출도전성 패턴(4)의 꼭지점(6)만은 정확히 노출이 된다.

도 5는 평면부 도포공정의 두 가지의 공정을 설명한다.

접착부 도포공정을 통하여 접착성이 있는 탄성절연체(5)가 도포되어진 표면을 평면화시키기 위하여 공정이다. 도 4의 돌출도전성 패턴(4)과 기판(1) 상부의 전반에 걸쳐, 톨루엔에 의하여 묽게 된 접착성이 있는 탄성절연체(5)를 도포한 후, 건조시키게 되면 돌출도전성 패턴(4)들의 사이에는 실리콘 저부가 형성된다.

실리콘 저부(7)가 존재함으로서 실리콘의 표면은 평면이 아닌 상태가 된다. 본 평면부 도포공정은 실리콘의 표면을 평면화시키기 위한 것이다. 평면화 시킴과 동시에 거울면과 같이 매끈한 평면의 표면을 부여할 수가 있다.

평면부 도포공정에서 사용되는 실리콘은 실리콘의 면에는 접착성을 가지되, 실리콘이 아닌 표면, 예를 들면 금속표면에는 접착성을 가지지 아니하는 실리콘을 사용하는 것이 이상적이다.

본 발명에서는 이러한 실리콘을 비접착식 실리콘이라 정의한다. 예를 들면 성형용 실리콘을 들 수가 있다.

비접착식 실리콘을 적당한 점도 상태로 하여, 도 4의 공정을 마친 실리콘 저부(7)를 비접착식 실리콘(8)으로 충진시키게 되면, 실리콘의 표면은 평면화 된다.

비접착식 실리콘을 도포 한 후, 돌출도전성 패턴(4)의 상부에 묻어있는 실리콘을 제거하고 비접착식 실리콘(8)의 도포층을 평면화하기 위하여 돌출도전성 패턴(4)의 상부를 평탄화 과정을 실시한다. 평탄화 과정의 대표적 실시예는 스퀴즈로 긁어주는 것이 있다.

시간이 경과함에 따라서 비접착식 실리콘(8)이 굳어지게 되면, 도 5와 같이 실리콘의 표면은 매끈한 평면을 가진다. 돌출도전성 패턴(4)의 꼭지점만 실리콘에 도포되지 않은 상태로 노출된다.

도 6, 도 7, 도 8은 상기 탄성절연체(5)가 도포된 돌출도전성 패턴(4)에 금속패턴(9)을 만들고, 금속패턴(9)에 투명수지(10)를 도포하여 굳혀서 투명 도전체판(11)을 제작하는 것을 설명하는 설명도이다.

도 6은 상기 탄성절연체(5)가 도포된 돌출도전성 패턴(4)에 전주가공을 실시하여, 상기 돌출도전성 패턴(4)에 금속패턴(9)을 만드는 것을 설명한다.

도 7은 금속패턴(9)과 탄성절연체(4)의 상부 전반에 걸쳐서, 유동성이 있는 상태의 투명수지(10)를 도포하는 것을 설명한다. 투명수지(10)의 대표적인 실시예로서는 UV수지를 들 수가 있다.

도 8은 유동성이 있는 투명수지(10)가 굳어지면, 금속패턴(9)을 결합하고 있는 투명수지(10)를 금속패턴(9)과 탄성절연체(4)로부터 분리하는 것을 설명한다.

도 9는 금속패턴(12)을 결합하고 있는 투명수지(10)로 구성이 되어지는 투명 도전체판(11)을 설명한다. 투명수지 표면(13)에는 금속패턴(12)이 형성이 되어져 있다. 또한 투명수지(10)의 표면은 실리콘의 평면이 그대로 전달되어 매끈하게 제작이 되어 투명도가 탁월한 제품이 얻어진다.

본 발명의 투명 도전체판은 2가지의 큰 특징을 지니게 된다.

첫째, 빛이 투과되어지는 투과율이 탁월하게 좋다. 이는 탄성절연체를 도포하되 접착부 도포공정과 평면부 도포공정의 두 가지의 공정을 통하여 순차적으로 도포하는 기술에 의하여 실현이 되어지는 것이다. 둘째, 전기 저항의 최소화를 구현시킬 수가 있다.

1 : 기판 2 : 음각
3 : 도전성 물질 4 : 돌출도전성 패턴
5 : 탄성절연체 6 : 돌출도전성 패턴의 꼭지점
7 : 실리콘 저부 8 : 비접착식 실리콘
9 : 금속패턴 10 : 투명수지
11 : 투명 도전체판 12 : 금속패턴
13 : 투명수지 표면

Claims (7)

1. 투명 도전체판 제조방법에 있어서,
   평면기판 또는 롤상의 기판 위에 돌출도전성 패턴을 형성하고;
   상기 돌출도전성 패턴과 상기 기판의 상부의 전반에 걸쳐, 탄성절연체를 도포하되 접착부 도포공정과 평면부 도포공정의 두 가지의 공정을 통하여 순차적으로 도포하고;
   상기 탄성절연체가 도포된 돌출도전성 패턴에 전주가공을 실시하여, 상기 돌출도전성 패턴에 금속 패턴을 만들고;
   상기 금속패턴과 상기 탄성절연체 상부 전반에 걸쳐서, 유동성이 있는 상태의 투명수지를 도포하고;
   상기의 유동성이 있는 투명수지가 굳어지면, 상기 금속 패턴을 결합하고 있는 투명수지를 상기 금속패턴과 상기 탄성절연체로부터 분리하여 투명 도전체판을 제작하는 것을 특징으로 하는 투명 도전체판 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 접착부 도포공정은 접착성이 있는 묽은 탄성절연체가 도포되며, 건조 후에는 저부가 형성이 되는 것을 특징으로 하는 투명 도전체판 제조방법.
3. 투명 도전체판에 있어서,
   평면기판 또는 롤상의 기판 위에 돌출도전성 패턴을 형성하고;
   상기 돌출도전성 패턴과 상기 기판의 상부의 전반에 걸쳐, 탄성절연체를 도포하되 접착부 도포공정과 평면부 도포공정의 두 가지의 공정을 통하여 순차적으로 도포하고;
   상기 탄성절연체가 도포된 돌출도전성 패턴에 전주가공을 실시하여, 상기 돌출도전성 패턴에 금속 패턴을 만들고;
   상기 금속패턴과 상기 탄성절연체 상부 전반에 걸쳐서, 유동성이 있는 상태의 투명수지를 도포하고;
   상기의 유동성이 있는 투명수지가 굳어지면, 상기 금속 패턴을 결합하고 있는 투명수지를 상기 금속패턴과 상기 탄성절연체로부터 분리하는 공정을 거쳐서 만들어지는 것을 특징으로 하는 투명 도전체판.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 접착부 도포공정은 접착성이 있는 묽은 탄성절연체가 도포되며, 건조 후에는 저부가 형성이 되는 것을 특징으로 하는 투명 도전체판.
5. 기판위에 형성되어진 돌출도전성 패턴부에 탄성절연체를 도포하는 도포방법에 있어서,
   돌출도전성 패턴과 상기 기판의 상부의 전반에 걸쳐, 탄성절연체를 도포하되 접착부 도포공정과 평면부 도포공정의 두 가지의 공정을 순차적으로 실시하여 도포하는 것을 특징으로 하는 탄성절연체 도포방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 접착부 도포공정은 톨루엔으로 점도를 조절한 RTB의 접착실리콘을 사용하는 것을 특징으로 하는 탄성절연체 도포방법.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 평면부 도포공정은 성형용 실리콘을 사용하는 것을 특징으로 하는 탄성절연체 도포방법.
   

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